1.4　蛋白质工程的崛起 (10)

1、请拿出你的课本、典题本、导学案和三色笔，还有你的激情你准备好了吗？机会是给那些有准备的人！蛋白质工程的崛起【学习目标】 1举例说出蛋白质工程崛起的缘由 2概述蛋白质工程的基本原理及基本途径。 3尝试运用逆向思维分析和解决问题。 4关注蛋白质工程的发展，认同蛋白质工程的应用促进生产力的提高。1、基因工程的应用（1）基因工程的实质：将一种生物的 转移到另一种生物体内，使后者产生本不能产生的 ，进而表现出新的 。（2）基因工程的不足：在原则上只能生产自然界已存在的 。2、天然蛋白质的不足 天然蛋白质是生物在长期 过程中形成的，它们的 符合特定物种 的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。3、蛋

2、白质工程的目的 生产符合人类生产和生活的需要的 。一、蛋白质工程崛起的缘由基因蛋白质性状蛋白质进化结构和功能生存蛋白质干扰素：半胱氨酸丝氨酸玉米中赖氨酸含量：生产符合人们生活需要并非自然界已存在的蛋白质。天冬氨酸激酶二氢吡啶二羧酸合成酶（第352位苏氨酸变成异亮氨酸）（第104位天冬酰胺变成异亮氨酸）二、蛋白质工程的基本原理1、目标：根据人们对 功能的特定需求，对蛋白质的 进行分子设计。2、原理：改造基因（基因 或基因 ） 。3、流程： 预期蛋白质功能设计 推测应有的 序列找到对应的 序列。蛋白质结构修饰合成预期的蛋白质氨基酸脱氧核苷酸蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生

3、物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。蛋白质工程的实质是对编码蛋白质的基因进行改造天然蛋白质的合成途径：基因表达（转录和翻译） 形成氨基酸序列的多肽链形成具有高级结构的蛋白质 行使生物功能预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相应的脱氧核苷酸序列酸蛋白质工程的途径：蛋白质工程的基本原理基因DNA氨基酸序列多肽链蛋白质三维结构预期功能生物功能mRNA转录翻译折叠DNA合成分子设计蛋白质工程三、蛋白质工程的进展和前景1、前景诱人：如用此技术制成的 ，具有 、耗电少和 的特点。2、难度很大：主

4、要是目前科学家对大多数蛋白质的 的了解还很不够。电子元件体积小效率高高级结构胰岛素改造 天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体，延缓胰岛素从注射部位进入血液，从而延缓了其降血糖作用，这是胰岛素B23-B28氨基酸残基结构所致。利用蛋白质工程技术改变这些残基，则可降低其聚合作用，使胰岛素快速起作用。该速效胰岛素已通过临床实验。项目 蛋白质工程 基因工程 区别过 程 预期蛋白质功能 推测氨基酸序列 合成DNA表达出蛋白质 获取目的基因 导入受体细胞目的基因的检测与鉴定 目标定向 人类所需蛋白质 定向改造生物的的 以获得人类所需的 或 （基因的异体表达） 结 果 生产自然界 蛋白质 生产自然界中

5、 的蛋白质 联系 蛋白质工程是在 的基础上，延伸出来的第二代基因工程，因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现。 设计预期的蛋白质结构找到相对应的脱氧核苷酸序列改造不存在基因工程基因表达载体的构建性状新的生物类型生物产品存在合作探究 討论（一）讨论目标： 每位同学都能对每个问题达成较统一的认识； A层同学能总结出各类题型的规律。（二）讨论题目及时间：请同学们用35分钟的时间讨论“合作探究”第1题-第5题。（三）讨论要求：各小组长负起责任，组织好本组成员积极热情地投入讨论。本组内先强帮弱、“兵教兵”的讨论再集体讨论。统一答案后准备展示和点评。 闪光的思想是在交流与撞

6、击中获得的，同学们请拿出激情、带着兴趣尽情的讨论吧！展示安排及目标要求展示问题展示方式展示组目标及要求第1题口头展示1组：B11目标：精彩展示使你和同学们思路清晰。2要求：口头展示同学大声说出展示结果及理由。黑板展示同学上台迅速，书写快速规范。非展示同学整理完善本小组讨论结果，并迅速浏览展示内容，准备点评、补充、质疑。第2题 口头展示 2组：B1 第3题口头展示3组：B2第4题口头展示4组：B1做1、2问11组：B2做3、4问第5题书面展示5组：B2点评安排及目标要求点评问题点评小组目标及要求第1题6组：A21目标：通过你的精彩点评同学们能熟练掌握重点和突破难点问题。2要求：点评人先点评是否规

7、范，后对错，最后思路方法，红笔勾画，及时回扣学习目标。非点评人认真倾听、积极思考,重点内容记好笔记。第2题7组：A2第3题8组：A1第4题9组：A1第5题10组：A2当堂检测:1 关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法不正确的是（ ）A是生物在长期进化过程中形成的B它们的结构和功能符合特定物种生存的需要C构成天然蛋白质的氨基酸目前发现的有20种D一定完全符合人类生产和生活的需要D2蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（） 氨基酸结构 B蛋白质空间结构 C肽链结构 D基因结构 3下列关于蛋白质工程的说法错误的是（）A蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类的需要B蛋白质工程是在分子

8、水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构C蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子D蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二代基因工程4、以下关于蛋白质工程的说法正确的是（）A、蛋白质工程以基因工程为基础B、蛋白质工程就是酶工程的延伸C、蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造D、蛋白质工程只能生产天然的蛋白质 5、蛋白质工程的基本流程正确的是（）蛋白质分子结构设计DNA合成 预期蛋白质功能根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列A B C D6、蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程，其结果产生的蛋白质是（）A氨基酸种类增多 B氨基酸种类减少C仍为天然存在蛋白质

9、 D可合成天然不存在蛋白质7、下列不属于蛋白质工程成果的是（ ）A改造酶的结构，提高酶的热稳定性B生产出鼠人嵌合抗体C将tPA分子中的天门冬酰胺替换为谷氨酰胺D蛋白质酶洗衣粉容易洗掉或除奶渍、血渍D8、关于蛋白质工程的进展和应用，下列说法不正确的是（ ）A科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效药品B生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面C蛋白质工程技术已经非常成熟，目前正被大力推广应用D蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多C基因工程与蛋白质工程的区别是（ ）A基因工需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作B基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程合成的可以是天然不存在的蛋白质C基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平（或性状水平）操作D基因工程完全不同于蛋白质工程B利用蛋白质工程改造天然蛋白质，进而改变其功能，获得毒副作用很小、专一性增强、药效加强、稳定性增强的理想的药物。如胰岛素是治疗依赖型糖尿病的特效药物，但是天然胰岛素在人体内寿命只有几小时，重症病人每天得注射好几次药物，给病人带来不便和痛苦。通过蛋白质工程改变胰岛素的空间结构，以延长其半衰期，得到长效胰岛素，还可以在不改变胰岛素活性部位结构的前提下，增强其他部位的结合强度，使之难以被酶所破坏，从而增强其稳定性。（1）此蛋